(57)【要約】【課題】制御対象の運転に対する安全性をより高くすること。【解決手段】シーケンス制御を行うＰＬＣ本体１からの制御に応答して制御対象を操作するもので電源の供給を受けて作動するモジュール３を備え、このモジュール３に、電源の状態を検出する検出部３ｅと、この検出部３ｅで電源が異常なことを検出されたときには、ＰＬＣ本体１によるシーケンス制御とは自立して自身による操作により制御対象を安全側に操作すると共に、その操作状態をＰＬＣ本体に連絡する制御部３ａとを設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源異常検出機能を備え、この機能により電源異常を検出するとシーケンス制御を停止させるＰＬＣ本体と、
上記ＰＬＣ本体からの制御命令に応答して制御対象を操作するもので電源の供給を受けて作動する１ないし複数のモジュールと、
を備えた安全ＰＬＣにおいて、
上記モジュールに、当該モジュールへの供給電源の状態を検出する検出部と、この検出部での検出により当該モジュールへの供給電源が異常なときには、上記シーケンス制御とは自立して自身による操作により制御対象を安全側に操作すると共に、その操作状態をＰＬＣ本体に連絡する制御部とを設けた、安全ＰＬＣ。
【請求項２】
上記モジュールは、ＰＬＣ本体から電源の供給を受けると共に、上記検出部は、当該ＰＬＣ本体から供給される電源の状態を検出する、請求項１に記載の安全ＰＬＣ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種機械・装置やそれらの周辺機器の動作をＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）に入力した信号に基づいてシーケンス制御する場合において、上記機器の制御動作の安全性を確保することができる安全ＰＬＣに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＬＣは、一般に、ファクトリーオートメーション（ＦＡ）等で用いられるものであり、例えば、スイッチ、センサ等の各種入力機器からのＯＮ／ＯＦＦ信号を入力し、その入力信号から、ラダー言語などで書かれたラダープログラムに沿って論理演算を実行して、その演算結果により、リレー、モータ等の各種出力機器をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【０００３】
このような一般のＰＬＣに対して、安全ＰＬＣは、例えば、非常停止ボタンや信号線断線検出器、等の安全対応入力機器からの入力信号により、制御対象の各種機器を停止させたり安全側に作動させたりする等、各種機器を安全側に制御するフェイルセーフ用のＰＬＣであり、安全に特化したものである。例えばＣＰＵやその他の各処理部等を二重化して、正しい出力をするようにして、例えば緊急停止スイッチが押下されたり、ライトカーテンなどのセンサが人の進入を検出した場合等には、フェイルセーフ（安全）が働き、システムが安全側になって、動作が停止するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
このような安全ＰＬＣには、図４で簡略に示すようにシーケンス制御を実行するＣＰＵを内蔵したＰＬＣ本体１と、このＰＬＣ本体１にバス接続され該ＰＬＣ本体１からの制御命令に応答して制御対象５を操作ないし制御する１ないし複数のＩ／Ｏモジュール３と、を備えたものがある。この安全ＰＬＣにおいて、ＰＬＣ本体１は、電源異常を検出する機能と、Ｉ／Ｏモジュール３に電源を供給する機能とを備える。ＰＬＣ本体１は、電源異常であれば、シーケンス制御を安全側に停止させる。
【０００５】
しかしながら、ＰＬＣ本体１内部に回路異常により電源異常検出機能が低下しているような場合、シーケンス制御が停止されず、また、Ｉ／Ｏモジュール３には例えば電源電圧が正常値より低下して供給されている状態となり、Ｉ／Ｏモジュール３が動作不良を起こしている場合がある。また、ＰＬＣ本体１も回路異常等により、Ｉ／Ｏモジュール３の動作不良を判断することができないために、Ｉ／Ｏモジュール３からのＩ／Ｏデータでシーケンス制御をすることとなり、その安全性が低下するおそれがある。
【特許文献１】特開２００２−３５８１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明により解決すべき課題は、モジュールそれ自体に電源異常検出機能を持たせ、電源異常が検出されたときはＰＬＣ本体とは自立して制御対象を安全側に制御させ、ＰＬＣによる制御対象の制御上の安全性を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の安全ＰＬＣは、電源異常検出機能を備え、この機能により電源異常を検出するとシーケンス制御を停止させるＰＬＣ本体と、上記ＰＬＣ本体からの制御命令に応答して制御対象を操作するもので電源の供給を受けて作動する１ないし複数のモジュールと、を備えた安全ＰＬＣにおいて、上記モジュールに、当該モジュールへの供給電源の状態を検出する検出部と、この検出部での検出により当該モジュールへの供給電源が異常なときには、上記シーケンス制御とは自立して自身による操作により制御対象を安全側に操作すると共に、その操作状態をＰＬＣ本体に連絡する制御部とを設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
上記の場合、モジュールは、ＰＬＣ本体から電源の供給を受けてもよいし、ＰＬＣ本体以外から電源の供給を受けてもよい。
【０００９】
上記モジュールには、Ｉ／Ｏモジュール、通信モジュール、通信モジュール、制御モジュール、機能モジュール、モーションモジュール、等の各種モジュールを含む。
【００１０】
本発明を説明すると、ＰＬＣ本体側は、電源異常のときはシーケンス制御を停止させることができるが、内部回路異常等により電源異常の検出ができない場合では、シーケンス制御を停止させることができなくなることがある。このような場合、モジュール側では、検出部により、自身への供給電源の異常を自ら検出することができるので、ＰＬＣ本体が内部回路異常等によりモジュールへの供給電源の電圧が異常に振られているような場合でシーケンス制御の停止ができないような場合でも、自身への供給電源の異常を検出して制御対象をＰＬＣ本体によるシーケンス制御から独立して安全側に操作することができるので、制御対象に対する制御を安全に行うことができる。その一方で、その操作をＰＬＣ本体に連絡するので、ＰＬＣ本体は電源が正常に復帰するなどしてから、シーケンス制御を安全に制御することができるようになる。
【００１１】
なお、制御対象は特に限定しない。例えば、各種のスイッチ、センサ、モータ、アクチュエータ、リレー等に限定するものではない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、Ｉ／Ｏモジュールそれ自体に電源異常検出機能を持たせ、電源異常が検出されたときはＰＬＣ本体とは自立して制御対象を安全側に制御させることができるので、ＰＬＣによる制御対象の制御上の安全性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る安全ＰＬＣを説明する。図１は、実施の形態の安全ＰＬＣの概略構成、図２はＰＬＣ本体のブロック構成、図３は各モジュールのブロック構成を示す。これらの図を参照して、１はＰＬＣ本体、３はＩ／Ｏモジュール、５は制御対象を示す。
【００１４】
ＰＬＣ本体１は、シーケンスプログラムを実行するＣＰＵ１ａと、シーケンスプログラム実行に必要とされる各種メモリ１ｂと、モジュールバス７とのインターフェース１ｃとを備えると共に、ＰＬＣ本体１内の各部に電源を供給する電源部１ｄと、供給される電源の異常を検出する電源異常検出部１ｅとを備える。インターフェース１ｃは、ＦＰＧＡで構成することができる。ＦＰＧＡは、プログラマブル論理デバイスの一例として、ユーザが任意に論理を設計できるフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイの略称で例えば米国ＸＩＬＩＮＸ社のＸＣシリーズ等があり、例えばコンフィグレーションデータメモリに記憶された回路構成のデータを読み込んで所望の回路構成にコンフィグレーションされる。電源異常検出部１ｅの具体構成の図示を略するが、通常一般の公知のもので構成することができる。例えば電源異常検出部１ｅは、電圧比較手段としてのコンパレータの２つの入力部の一方に基準電圧、他方に電源電圧を印加し、電源電圧が基準電圧以下のときに電源異常の検出出力を出力するよう動作するものでもよい。
【００１５】
ＰＬＣ本体１は、電源異常検出部１ｅにより、当該ＰＬＣ本体１に供給される電源が異常であると検出されると、シーケンス制御を停止させる。この停止には、例えばＩ／Ｏモジュール３により制御されている制御対象５が安全側に制御されるようプログラム命令を発行したり、必要なデータを保存したりした後、シーケンス制御を停止させることが好ましい。
【００１６】
一方、ＰＬＣ本体１は、内部回路の異常、例えば電源異常検出部１ｅが異常の検出動作に異常があるような場合、電源部１ｄの電源電圧が異常に低下していることが判らないために、シーケンス制御を続行してしまう場合がある。
【００１７】
そこで、本実施の形態では、Ｉ／Ｏモジュール３が電源異常の場合にはＰＬＣ本体１のシーケンス制御から自立して当該自身により制御対象５を安全側に制御することができるようにしている。
【００１８】
以下、説明すると、Ｉ／Ｏモジュール３は、ＰＬＣ本体１からの制御命令を実行するＣＰＵ３ａと、上記制御命令の実行に伴う制御対象５の状態データ等の記憶に用いるメモリ３ｂと、モジュールバス７とのインターフェース３ｃと、内部各部に電源を供給する電源部３ｄと、を備えると共に、供給されてる電源の異常を検出する電源異常検出部３ｅを備える。電源部３ｄを備えず、ＰＬＣ本体１や別のモジュールから電源の供給を受ける構成でもよい。このインターフェース３ｃもＦＰＧＡで構成することができる。この実施の形態では、電源異常検出部３ｅを備えたことと、ＰＬＣ本体１以外にも、電源異常検出部３ｅの検出出力に応答する制御部としてＣＰＵ３ａを内蔵させたことに特徴がある。
【００１９】
Ｉ／Ｏモジュール３においては、電源異常検出部３ｅによりＩ／Ｏモジュール３への供給電源が異常か否かを監視しており、Ｉ／Ｏモジュール３への供給電源に異常、例えば電圧低下があれば、その検出出力をＣＰＵ３ａに入力する。ＣＰＵ３ａは、供給電源に電圧低下等の異常が有る場合には、ＰＬＣ本体１によるシーケンス制御から自立して制御対象５を安全側に制御すると共に、ＰＬＣ本体１側にはシーケンス制御中に優先割り込みをかけて、連絡することができるようになっている。ＰＬＣ本体１では、Ｉ／Ｏモジュール３からの上記連絡により、Ｉ／Ｏモジュール３の供給電源に異常があり、制御対象５が安全側に制御されたことを知ることで、シーケンス制御を停止させたり、その他所要のプログラム制御を行う。なお、Ｉ／Ｏモジュール３それぞれに、ＣＰＵ３ａ、電源異常検出部３ｅ、を備えたから、各Ｉ／Ｏモジュール３は、個々に、電源異常に対処すると共に、ＰＬＣ本体１に対して、図１の破線矢印で示すように電源異常による上記操作を連絡する。
【００２０】
以上から本実施の形態では、Ｉ／Ｏモジュール３に、電源異常があった場合には、Ｉ／Ｏモジュール３自らが、制御対象５をＰＬＣ本体１によるシーケンス制御から独立して安全側に操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る安全ＰＬＣの概略構成を示す図である。
【図２】図２はＰＬＣ本体の内部ブロック構成を示す図である。
【図３】図３はＩ／Ｏモジュールの内部ブロック構成を示す図である。
【図４】図４は従来例に係る安全ＰＬＣの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ＰＬＣ本体
３  Ｉ／Ｏモジュール
３ａ  ＣＰＵ（制御部）
３ｅ  電源異常検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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